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研究生:黃崇恩
研究生(外文):Huang, Chongen
論文名稱:S45C淬火材料銑削加工特性探討
論文名稱(外文):The Study of the Milling Characteristics of Quenched S45C Medium Carbon Steel
指導教授:黃立仁黃立仁引用關係朱正民朱正民引用關係
指導教授(外文):Li-Ren HuangCheng-Min Chu
口試委員:許富淵鄭朝旭朱正民
口試委員(外文):SHIU, FU-YUANJENG, CHAU-SHIUCheng-Min Chu
口試日期:2019-07-11
學位類別:碩士
校院名稱:中州科技大學
系所名稱:機械與自動化工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:S45C田口粗糙度刀具磨耗
外文關鍵詞:S45CTaguchiroughnesstool wear
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本研究是對S45C中碳鋼材料進行銑削。實驗使用四刃鍍層端銑刀,直徑為ø 6 mm,對中碳鋼材料進行銑削加工,探討最佳加工參數。統整數據探討出最佳切削參數達到最佳加工品質。

對S45C材料,依不同部位銑削後,量測工件表面粗糙鍍以及刀具磨耗。測量的部位分別是180度平面、90度垂直方型平面、2R圓角、4R圓角、8R圓角。

實驗設計採用田口法L18直交表,實驗結果顯示,對S45C加工表面粗糙度影響較大因子水準為:(1)S/N比D2/B3/E1/F2 (2)品質特性C3 (3)成本A2。而對刀具磨耗影響較大因子水準為(1) S/N比A2/B2/D2/C1 (2) 品質特性F3 (3)成本E1。

實驗參數結果可得知在材料方面,熱處理後的S45C中碳鋼可得到較佳的表面粗糙度,實驗後S/N比改善為46.11%,品質特性改善為17.28%。在刀具磨耗方面選用氮化鈦膜可得到較佳的切削磨耗對工件粗糙度的影響性較佳,實驗後S/N比改善為73.54%,品質特性改善為20.99%。

關鍵字:S45C、田口、粗糙度、刀具磨耗

This thesis is to invesigate the milling characteristics of S45C through Taguchi method. These experiments used four-blade end mill tools with diameter of ø 6 mm to mill the medium carbon steel material. The collected data is then been analysized to find out the optimum cutting parameters to achieve the best maching quality.

First, the workpiece with different geometric features are designed, then milled, and finally the surface roughness of the workpiece and the amount of tool wear are measured. The measured positions are central plane, fillets with radii of 2/4/8 mm and vertical square plane. These experiments are guided by the orthogonal table L18 and six factors been considered, namely: A. heat treatment; B. plating material of blades; C. spindle revolutions (rpm); D. feed rate (mm/min); E. Cutting depth (mm); F. cutting pitch (%).

The analysis of the surface roughness of the machined surface shows that: (1) S/N ratio factors are D2/B3/E1/F2; (2) Quality characteristic factor is A1; (3) Cost factor is C3. The analysis of the tool wearness shows that: (1) S/N ratio factors are A2/B2/D2/C1; (2) Quality characteristic factor is F3; (3) Cost factor is E1.

In the aspect of surface roughness, the S/N ratio after the experiment is increased by 46.11%, and the quality characteristic is increased by 17.28%. In the aspect of tool wear, the S/N ratio is increased by 73.54% and the quality characteristic is increased by 20.99%.

Keywords: S45C, Taguchi, roughness, tool wear

摘要.I
ABSTRACT.II
致謝.III
目錄.IV
圖目錄.VII
表目錄.VIII
第一章 前言.1
1.1 研究動機.1
1.2 研究方法.3
第二章 文獻回顧.4
2.1 S45C中碳鋼介紹.4
2.2 中碳鋼熱處理.5
2.2.1 淬火.5
2.2.2 回火.6
2.2.3 高低溫回火特性.8
2.2.4 回火的目的.8
2.3 金屬切削原理.9
2.4 金屬切削模式.9
2.4.1 金屬切削與銑削原理.9
2.4.2 銑削形式.11
2.4.3 順銑法與逆銑法.11
2.4.4 銑削速度.13
2.4.5 進給速度與每刃進給.13
2.5 切屑型態.14
2.6 端銑刀具相關部位.16
2.7 刀具鍍膜.19
2.8 刀具磨耗.21
2.8.1 刀具磨耗之特色.21
2.8.2 刀具磨耗之形態.21
2.8.3 刀具磨耗影響之機構.22
2.9 表面粗糙度.23
2.10 影響銑削加工因素探討.25
2.11 研究目的.27
第三章 實驗方法與步驟.26
3.1 實驗方法.26
3.2 實驗設備.28
3.3 實驗加工條件.31
3.4 田口實驗計畫法的步驟.31
第四章 結果與討論.37
4.1 表面粗糙度影響性分析.37
4.1.1 S/N比影響因子分析.38
4.1.2 品質特性影響因子分析.39
4.1.3 成本因子分析.40
4.1.4 最佳因子水準組合.40
4.2 預測..41
4.2.1 S/N比預測.41
4.2.2 品質特性預測.41
4.3 刀具磨耗影響性分析.42
4.3.1 S/N比影響因子分析.42
4.3.2 品質特性影響因子分析.44
4.3.3 成本因子分析.45
4.3.4 最佳因子水準組合.45
4.4 預測.46
4.4.1 S/N比預測.46
4.4.2 品質特性預測.46
4.5 工件部位實驗後影響性分析.50
第五章 結論與建議.48
5.1 結論.48
5.1.1 田口實驗表面粗糙度最佳參數.48
5.1.2 田口實驗刀具磨耗值最佳參數.48
5.1.3 工件幾何形狀對表面粗糙度之影響.51
5.2 建議.49
參考文獻.50

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